Los fotótrofos (del griego antiguo φῶς , φωτός ( phôs, phōtós ) 'luz' y τροφή ( trophḗ ) 'nutrición') son organismos que capturan fotones para producir compuestos orgánicos complejos (por ejemplo, carbohidratos ) y adquirir energía. Utilizan la energía de la luz para llevar a cabo diversos procesos metabólicos celulares. Es un error común pensar que los fotótrofos son obligatoriamente fotosintéticos . Muchos fotótrofos, pero no todos, a menudo hacen la fotosíntesis: convertir anabólicamente el dióxido de carbono en material orgánico para ser utilizado estructural, funcionalmente o como fuente para procesos catabólicos posteriores (por ejemplo, en forma de almidones, azúcares y grasas). Todos los fotótrofos usan cadenas de transporte de electrones o bombeo directo de protones para establecer un gradiente electroquímico que es utilizado por la ATP sintasa , para proporcionar la moneda de energía molecular para la célula. Los fotótrofos pueden ser autótrofos o heterótrofos . Si sus donantes de electrones e hidrógeno son compuestos inorgánicos (por ejemplo, Na
2S
2O
3, como en algunas bacterias de azufre púrpura , o H
2S , como en algunas bacterias verdes del azufre ) también pueden llamarse litótrofos , por lo que algunos fotoautótrofos también se denominan fotolitoautótrofos. Ejemplos de organismos fotótrofos son Rhodobacter capsulatus , Chromatium y Chlorobium .
Originalmente utilizado con un significado diferente, el término tomó su definición actual después de Lwoff y colaboradores (1946). [1] [2]
La mayoría de los fotótrofos bien reconocidos son autótrofos , también conocidos como fotoautótrofos , y pueden fijar carbono . Se pueden contrastar con los quimiotrofos que obtienen su energía por oxidación de los donantes de electrones en sus entornos. Los fotoautótrofos son capaces de sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas utilizando la luz como fuente de energía. Las plantas verdes y las bacterias fotosintéticas son fotoautótrofas. Los organismos fotoautótrofos a veces se denominan holofitos . [3] Dichos organismos obtienen su energía para la síntesis de alimentos a partir de la luz y son capaces de utilizar el dióxido de carbono como su principal fuente de carbono. [cita necesaria ]
Los organismos fotosintéticos oxigenados usan clorofila para capturar energía luminosa y oxidan el agua, "dividiéndola" en oxígeno molecular. En contraste, las bacterias fotosintéticas anoxigénicas tienen una sustancia llamada bacterioclorofila , que absorbe predominantemente en longitudes de onda no ópticas, para capturar energía luminosa, viven en ambientes acuáticos y, al usar la luz, oxidan sustancias químicas como el sulfuro de hidrógeno en lugar de agua. [ cita requerida ]
En un contexto ecológico , los fotótrofos suelen ser la fuente de alimento para la vida heterótrofa vecina. En ambientes terrestres, las plantas son la variedad predominante, mientras que los ambientes acuáticos incluyen una variedad de organismos fototróficos como algas (p. ej., algas ), otros protistas (como euglena ), fitoplancton y bacterias (como cianobacterias ). La profundidad a la que la luz solar o la luz artificial puede penetrar en el agua para que se produzca la fotosíntesis se conoce como zona fótica . [ cita requerida ]
Las cianobacterias, que son organismos procarióticos que realizan la fotosíntesis oxigénica, ocupan muchas condiciones ambientales, que incluyen agua dulce, mares, suelo y líquenes . Las cianobacterias llevan a cabo una fotosíntesis similar a la de las plantas porque el orgánulo de las plantas que lleva a cabo la fotosíntesis se deriva de una cianobacteria endosimbiótica [4] . [5] Esta bacteria puede utilizar agua como fuente de electrones para realizar reacciones de reducción de CO 2 . Evolutivamente, la capacidad de las cianobacterias para sobrevivir en condiciones oxigenadas , que se consideran tóxicas para la mayoría de las bacterias anaeróbicasbacteria, podría haberle dado a la bacteria una ventaja adaptativa que podría haber permitido que las cianobacterias se poblaran de manera más eficiente. [ cita requerida ]